北京理加联合科技有限公司

LICA United Technology Limited

服务热线: 13910499761 010-51292601
企业邮箱
应用支持 Application Support
News 应用支持

同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

日期: 2017-05-22
浏览次数: 144

一、研究背景—研究现状
随着世界范围内越来越多的涡度协方差塔的建立,净生态系统CO2交换(NEE)的测量在多尺度气候变化科学中变得越来越重要。
但由于NEE是与光合作用和呼吸相关过程中抵消通量之间的净信号,从而使利用这些数据建立的模型具有一定的争论性。

 

研究方法

目前使用最广泛使用的NEE划分方法是Reichstein方法,其使用夜间NEE的温度敏感度来预测白天的Reco,然后通过从NEE中减去Reco来计算GPP。然而由于夜间叶呼吸通常高于日间叶呼吸(也称为Kok效应),从而导致高估了日间Reco和GPP。
工神经网络方法(ANN)已成为划分通量建模的另一重要方法,它使用多个可变变量来预测夜间测量的白天Reco。 ANN采用非线性回归模型来估计独立变量和从属变量之间的互连,建立类似神经通路的关系网络,但由于其计算费用昂贵,因此在多个年份内难以跨多个站点运行。

 

研究目的
      由于上述调查的通量分配方法存在多种局限性,因此需要同时进行评估和比较。 并需要大力评估和比较与其相关的不确定性。
本研究在理想的气象条件下,采用多重分割方法(即Reichstein、ANN、连续的测量、同位素分析),从而最大限度地减少与夜间湍流、复杂盖度和异质景观有关的误差。 由于数据和模型的不确定性,我们评估了每种方法的不确定性。 最后,我们通过采用生物物理模型CANVEG来预测冠层尺度的参数,改进了以前的同位素分配方法。
二、研究方法—Reco与GPP区分理论

 

 

 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

 

 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

冠层尺度:

 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

 

 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

观测对象

      涡度协方差和气象测量:净辐射、光合有效辐射、冠层上方的空气温度、土壤热通量、相对湿度、叶面积指数、CO2、H2O、13CO2
      土壤呼吸测量:3套连续观测系统同步观测;

 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

不确定性分析

      使用三种同位素分割方法中每一种方法对NEE进行分割,以获得每个时间点(n = 1000)的GPP和Reco范围。通过 GPP和Reco值的差异计算90%置信区间。
 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配
                                                 

三、研究结果

      总体而言,CANVEG在模拟和观察NEE中表现出良好的一致性。其中,累积CANVEG NEE高估观测到的5%、累积H高估30%、累积LE高估9%之间。

 

 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

 


 

      基于分区的分割方法,每个分割法90%置信区间的数据和模型不确定性与Rsoil测量允许识别的时段是不一致的;

      晚上CANVEG-Gs-Ci、CANVEG-Gs、PM-Gc、ANN、Reichstein的Reco重叠,平均高于Rsoil测量值;

      白天CANVEG-Gs-Ci,CANVEG-Gs 、 PM-Gc分割的GPP的量级较低;

 

 

 


 同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

 

      使用普通最小二乘回归法评估分割对LUE和APAR之间关系的影响。 结果表明,所有同位素分割方法在LUE和APAR之间显示出显着的负相关,而标准分割方法 LUE和APAR之间没有关系。
  同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配  
                                  

白天CANVEG-Gs-Ci,CANVEG-Gs 、 PM-Gc分割的GPP的量级较低;

长期数据分析表明,在收获期间,Reco和Rsoil的估计存在差异;

ANN和Reichstein方法都预测在收获后的Reco相对较高;

Rsoil测量结果显示,在收获期间,Rsoil减少;

 

 


  同步测量13CO2和CO2实现净生态系统CO2交换中光合作用和呼吸的重新分配

 

结论

      在理想条件下,我们采用了一种分割方法的集合来更好地约束NEE通量中GPP和Reco分配的不确定性。

      CCIA-48二氧化碳同位素分析仪为生态系统通量的测量提供了强大优势,并估计了13C的上游冠层入口。

      同位素分配的GPP和Reco小于ANN、Reichstein分配的GPP和Reco,这与之前的研究结果相一致,

 

      将夜间Reco关系推广到当天的标准分割方法(ANN和Reichstein)中可能高估了白天Reco,因为建模过程中忽略了植物呼吸的日间减少(Kok效应)。

 

【理加联合】

      北京理加联合科技有限公司(简称:理加联合)成立于2005年,是一家专业的生态环境仪器供应商和技术服务商,主要产品涵盖稳定性同位素测定、痕量气体测量、地物光谱测量、水化学分析、野外便携和长期监测分析仪器。

 主要代理产品

美国LGR公司激光痕量气体和稳定同位素分析仪

美国ASD公司地物光谱仪

意大利AMS集团全自动化学分析仪和流动分析仪

美国CSI公司闭路涡度相关和大气廓线测量系统

美国Resonon公司高光谱成像仪

美国ThermoFisher Scientific公司气体分析及颗粒物监测产品系列

美国Agilent公司傅里叶红外光谱仪

加拿大Itres公司高光谱成像仪

美国Labsphere公司积分球

获取最新消息,请关注:

理加联合微信公众平台:理加联合


News / 相关新闻 More
2025 - 06 - 24
研究背景牛奶作为一种富含蛋白质、钙和多种维生素的基础性食品,在日常饮食中占据着举足轻重的地位,是儿童成长、老年人骨骼健康以及全民营养均衡的重要保障。然而,在庞大的消费市场需求下,部分不法商家为追逐利润,采取掺水稀释、以低价牛奶冒充高价值山羊奶或绵羊奶等方式牟利。这类掺假行为不仅损害了消费者的知情权和选择权,还可能引发营养成分失衡、食品过敏等健康风险,更破坏了乳制品市场的公平秩序和行业声誉。如何高效、可靠地识别这类掺假行为,成为保障乳品质量安全、提升消费者信任度和推动行业健康发展的关键课题。一、技术需求与挑战传统实验室检测方法虽具备较高准确度,但存在样品制备复杂、检测周期长、现场应用受限等不足。鉴于牛奶及不同动物奶品成分相近,快速、灵敏且无损的检测手段迫在眉睫。二、仪器与方法概述本研究采用 LabSpec 4 Standard-Res 便携式地物光谱仪,结合主成分分析(PCA)、偏最小二乘判...
2025 - 03 - 06
研究背景水分是限制植物生长的关键因素,特别是在全球气候变化的背景下,干旱半干旱地区的生态水文过程和植被水分利用策略受到显著影响。煤矿开采,尤其是露天矿,对环境破坏严重。黑岱沟露天煤矿位于黄土高原生态脆弱区,矿区的生态修复已成为重点工作。排土场的植被恢复对于合理利用水土资源和促进煤矿可持续发展至关重要。目前,矿区生态修复中的水问题研究主要集中在土壤水文效应、物理性质和坡面侵蚀等方面,但对植物水源及其利用机制的定量研究较少。利用稳定同位素技术,可以高效分析植物的水源,并通过多源混合模型量化各水源的贡献率。例如,深根植物通常利用深层土壤水,而浅根植物则更多依赖浅层水分。由于煤矿开采扰动了土壤结构,植物的水源利用方式与自然状态下有所不同。此外,雨季的不同月份中,植物水源及其利用机制也存在差异。  因此,本研究以黑岱沟露天矿排土场为例,分析蒙古松、柠条和紫花苜蓿在雨季的水分来源及...
2025 - 03 - 06
点击蓝字,关注我们健康的水环境对可持续的城市发展至关重要。然而,随着城市化的快速推进和人口增长,工业废水和生活污水造成了严重的水污染,危及人类健康和水生生态系统。传统的水质监测方法成本高昂且劳动密集。近年来,MODIS、Landsat 和 Sentinel 等卫星图像技术取得了进展,提供了广泛且具成本效益的监测手段,但由于空间和光谱分辨率的限制,在监测总磷 (TP) 和化学需氧量 (CODMn) 等非光学活性参数时仍面临挑战。机载高光谱成像仪通过提供高分辨率图像,弥补了卫星与地面监测之间的不足,成为一种有效的解决方案。无人机获取的高光谱图像能够捕捉到详细的光谱数据,从而改善非光学活性水质参数的反演。尽管具备优势,但仍面临诸如水质样本有限和光谱特征复杂等挑战。有效的光谱预处理和特征选择对于提高高光谱图像水质反演的准确性和效率至关重要。分数阶导数 (FOD) 和离散小波变换 (DWT) 等技术...
2024 - 12 - 02
森林约占全球土壤碳库的70%,是调节大气CO2浓度的关键因素。湿地作为陆地和水生系统的过渡区,通常地下水位接近地表。全球变暖导致北方低地森林被湿地取代,造成景观破碎化,并可能改变碳通量。土壤CO2通量占大气碳的20-38%,其主要来源是土壤呼吸,包括自养和异养呼吸。异养呼吸受温度、湿度和溶解有机物(DOM)影响。低分子量化合物(LMW)更易降解,促进微生物活动和土壤呼吸。解冻期雨雪事件可将DOM输送至湿地,影响土壤CO2通量。本研究假设,解冻期森林湿地集水区的土壤CO2通量受DOM运动的影响,目标是分析CO2通量变化,确定DOM的影响, 并探索微生物在其中的作用。图们江位于中国、朝鲜和俄罗斯的交界处,最终流入日本海,地处中高纬度地区,范围为北纬41.99°到44.51°(图1(a))。布尔哈通河是图们江的重要支流,其上游流域面积为1560平方公里。该流域以山地...
关闭窗口】【打印
Copyright ©2018-2023 北京理加联合科技有限公司
犀牛云提供企业云服务

北京理加联合科技有限公司

地址:北京市海淀区安宁庄东路18号光华创业园5号楼(生产研发)
          光华创业园科研楼四层
电话:13910499761 13910124070  010-51292601
传真:010-82899770-8014
邮箱:info@li-ca.com
邮编:100085

 



 


 


  • 您的姓名:
  • *
  • 公司名称:
  • *
  • 地址:
  • *
  • 电话:
  • *
  • 传真:
  • *
  • 电子邮箱:
  • *
  • 邮政编码:
  • *
  • 留言主题:
  • *
  • 详细说明:
  • *
在线留言
关注我们
  • 官方微信
  • 官方手机端
友情链接:
X
1

QQ设置

3

SKYPE 设置

4

阿里旺旺设置

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

5

电话号码管理

  • 010-51292601
6

二维码管理

等待加载动态数据...

等待加载动态数据...

展开